Structural materials for fusion reactors and Gen-IV reactors are required to have stable mechanical behaviors under high irradiation dose. To improve radiation tolerance of materials, grain boundaries have been studied as important microstructural features that can absorb point defects induced by irradiation. However, in case of general high-angle grain boundaries, they hinder the dislocation motions in lattices and make materials brittle. In this study, it was experimentally confirmed that low-angle grain boundaries in reduced-activation ferritic/martensitic steels do not effectively block the dislocation motions and the mobility of dislocation networks on lath boundary planes mediates the plastic deformation using micro-pillar compression tests. In addition, the sink abilities of low-angle grain boundaries in RAFM steels were characterized by observing the distribution of defect-free zone near the boundaries.
핵융합로와 제 4세대 원전을 이루는 구조 재료의 경우 높은 방사선량 하에서 안정적인 물성이 요구된다. 이에 방사선 조사로 인해 격자 내에 생성되는 점 결함을 흡수할 수 있는 결정립계를 이용하여 재료의 방사선 톨러런스를 높이는 연구가 진행되어 왔다. 하지만 일반적인 고각 결정립계의 경우 재료 내의 전위 거동을 방해하여 조사 전 기계적 물성을 저하시킨다. 본 연구에서는 마이크로 필라 압축 실험을 통해 저방사화강 내에 존재하는 저각 결정립계가 효과적인 전위 방해물로 작용하지 않음을 확인했으며, 나아가 저각 결정립계면에 존재하는 전위 네트워크가 결정립계 미끄럼을 발생시켜 재료의 소성 거동을 매개함을 관찰했다. 또한 이온 조사와 투과 전자현미경 분석을 통해 저각 결정립계 주변의 미세구조 결함 분포를 관측하여 저각 결정립계의 조사 결함 흡수능을 평가했다.
